Автомат световых эффектов

Занимательные советы      Постоянная ссылка | Все категории

ЭЛЕКТРОНИКА И АВТОМАТИКА В БЫТУ

А. Немов

АВТОМАТ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ

В журнале «Радио» и в сборниках «В помощь радиолюбителю» неод­нократно публиковались различные автоматы световых эффектов. Пред­лагаемый автомат отличается от ранее опубликованных использованием восьмиразрядного сдвигового регистра К155ИР13, что позволило полу­чить довольно простое устройство для управления восемью световы­ми излучателями (гирлянды, фонари), которые можно использовать при оформлении дискотек, вечеров, новогодних елок и т. д.

Рис. 1. Принципиальная схема автомата

Описываемый автомат световых эффектов позволяет в любой момент задать любую комбинацию переключения (одна гирлянда, две вместе, две врозь, три вместе и т. д.), менять направление движения света, а также получить световой эффект, когда лампы поочередно зажигаются, а затем поочередно гаснут.

Принципиальная схема устройства приведена на рис. 1. Автомат состоит из генератора тактовой частоты на элементах DD1.1, DD1.2, частоту которого можно плавно менять переменным резистором R3, восьмиразряд­ного реверсивного сдвигового регистра DD4, на элементах DD3.1, DD3.2 выполнен коммутатор, на элементах DD1.3, DD1.4 — триггер для управления коммутатором, на микросхеме DD2 — узел управления режимами работы регистра DD4, на транзисторах VT2 — VT9 и тиристорах VS1 — VS8 — восемь выходных каскадов для управления светоизлучателями ELI — EL8.

Рис. 2. Временная диаграмма работы регистра в режиме «сдвиг влево»

Для начала рассмотрим работу восьмиразрядного сдвигового регистра К155ИР13. Регистр имеет восемь вхо­дов Dl — D8 для записи параллельной информации и та­кое же число выходов 1 — 8 для снятия информации, входы DR, DL для записи последовательной информации, управ­ляющие входы SR, SL для выбора режима работы регист­ра, вход тактовых импульсов С и вход R установки триггеров в нулевое состояние. При подаче уровня логи­ческой 1 на оба управляющих входа SR и SL в регистр по первому тактовому импульсу по входу С записывается параллельная информация с входов Dl — D8. При уровне логической 1 на входе SR и уровне логического 0 на входе SL регистр переходит в режим «сдвиг вправо». Информация в регистре, по мере поступления тактовых импульсов по входу С, будет сдвигаться вправо от выхода 1 к выходу 8 с записью последовательной информации со входа DR. Если же на входе SR будет уровень логичес­кого 0, а на входе SL уровень логической 1, то регистр переходит в режим «сдвиг влево». Информация в регист­ре, по мере поступления тактовых импульсов по входу С, будет сдвигаться влево от выхода 8 к выходу 1 с записью последовательной информации со входа DL.

Рис. 3. Временная диаграмма работы регистра во втором режиме

Рассмотрим теперь работу всего устройства. Если при указанных на схеме положениях переключателей SA1 — SA9 нажмем кнопку SB1, то на выводе 2 DD2.1, выводе 12 DD2.3 и выводе 13 DD1.3 будет подан уровень логи­ческого 0. В результате этого с вывода 3 DD2.1 и с вывода 11 DD2.3 на входы SR и SL регистра DD4 будет подан уровень логической 1, триггер на элементах DD1.3, DD1.4 примет состояние, когда на выводе 11 DD1.3 будет уровень логической 1, который, поступая на вывод 10 DD3.2 и вывод 5 DD3.1, разрешает прохождение ин­формации на входы DL и DR, поступающей на вывод 9 DD3.2 и вывод 4 DD3.1 с выхода 8 и с выхода 1 регистра DD4 через элементы DD2.4 и DD2.2 в инверсном виде, а на выводе 8 DD1.4 будет уровень логического 0, который поступает на вывод 13 DD3.2 и вывод 3 DD3.1, запре­щая прохождение информации на входы DL и DR регист­ра, поступающей на вывод 1 DD3.2 и вывод 2 DD3.1 с выхода 8 и с выхода 1 регистра DD4. С приходом на вход С регистра DD4 первого тактового импульса в триг­геры этого регистра по переднему фронту этого импульса с информационных входов Dl — D8 запишутся единицы, т. е. на выходах регистра 1 — 8 будут уровни логической 1. После отпускания кнопки SB1 на входе SR регистра будет уровень логического 0, а на входе SL останется уровень логической 1, так как на вывод 1 DD2.1 через переключатель SA1 подан уровень логического 0. В резуль­тате регистр перейдет в режим «сдвиг влево». По мере поступления тактовых импульсов информация в регистре будет сдвигаться влево от выхода 8 к выходу 1 с записью информации по входу DL, которая поступает уровнем логической 1 с выхода 1 регистра на вывод 5 DD2.2, ин­вертируется и уровнем логического 0 поступает на вывод 4 DD3.1, на выходе инвертируется и уровнем логической 1 поступает на вход последовательной записи DL, т. е. у нас получился кольцевой счетчик. Но так как в триггеры регистра записаны одни единицы, то и на входе DL будет постоянно уровень логической 1 и триггеры регистра будут оставаться в единичном состоянии. На выходах 1 — 8 ре­гистра будут уровни логической 1, которые открывают транзисторы VT2 — VT9, тиристоры VS1 — VS8 будут закрыты, а лампы излучателей ELI — EL8 потушены. Аналогично, если мы переведем переключатели SA2 — SA9 в противоположное положение и нажмем кнопку SB1, то в триггеры регистра по первому тактовому им­пульсу запишутся нули, на выходах 1 — 8 регистра будут уровни логического 0, транзисторы VT2 — VT9 будут за­крыты, тиристоры VS1 — VS8 открыты и лампы излуча­телей ELI — EL8 будут постоянно гореть.

Для получения эффекта бегущих огней переключа­телями SA2 — SA9 набирают нужное число одновремен­но горящих излучателей и нажимают кнопку SB1.

Для примера рассмотрим случай, когда переключате­ли SA2 — SA8 находятся в указанном на схеме положе­нии, а переключатель SA9 — в противоположном. Если теперь нажмем кнопку SB1, то по первому тактовому импульсу по входу С в семь триггеров регистра запишутся единицы, а в восьмой триггер запишется нуль, т. е. на выходах регистра 1 — 7 будет уровень логической 1, а на выходе 8 — уровень логического 0. После отпускания кнопки SB1 регистр перейдет в режим «сдвиг влево». По первому тактовому импульсу, после отпускания кноп­ки SB1, произойдет сдвиг информации влево. Уровень логического 0 с выхода 8 регистра перейдет на выход 7, а на выходе 8 будет уровень логической 1, так как на вход DL с выхода 1 регистра поступает уровень логической 1. По седьмому тактовому импульсу уровень логического О будет на выходе 1, следовательно, на входе DL также будет уровень логического 0 и восьмой тактовый импульс перенесет это состояние на выход 8 и т. д. В резуль­тате лампы излучателей будут поочередно зажигаться от EL8 к EL1. Свет «побежит» влево. На рис. 2 показана временная диаграмма работы регистра в этом режиме.

Если теперь нажмем кнопку SB2, то на вывод 9 DD1.4 и на вывод 13 DD4 будет подан уровень логи­ческого 0. В результате триггер DD1.3, DD1.4 примет состояние, когда на выводе 11 DD1.3 будет уровень логического 0, а на выводе 8 DD1.4 — уровень логи­ческой 1. Уровень логической 1 с вывода 8 DD1.4 посту­пает на вывод 13 DD3.2 и вывод 3 DD3.1, разрешая прохождение информации, поступающей с выхода 8 и с выхода 1 регистра на входы DL и DR в инверсном виде. Одновременно с этим при поступлении уровня логи­ческого 0 на вход R регистра происходит сброс всех триггеров регистра в нуль.

После отпускания кнопки SB2 по первому такто­вому импульсу произойдет сдвиг влево, так как регистр находится в режиме «сдвиг влево». Одновременно в пос­ледний триггер регистра будет записан уровень логичес­кой 1, так как уровень логического 0 с выхода 1 регистра инвертируется, проходя через DD3.1, и поступает на вход DL уровнем логической 1. По второму тактовому импульсу в седьмой триггер регистра перепишется уровень логичес­кой 1 с восьмого, а в восьмой вновь со входа DL будет записана единица. По восьмому тактовому импульсу все триггеры регистра примут единичное состояние. По cледующим восьми тактовым импульсам в регистр будут записываться нули, так как уровень логической 1 с выхода 1 регистра, пройдя через DD1.3, инвертируется и посту­пит на вход DL нулем. В результате лампы излучате­лей ELI — EL8 будут поочередно гаснуть от EL8 к EL1, а затем поочередно загораться. На рис. 3 показана временная диаграмма работы регистра в этом режиме. При переводе переключателя SA1 в противоположное положение автомат будет работать аналогично описанному, только теперь регистр DD4 будет работать в режи­ме «сдвиг вправо» и направление зажигания ламп излу­чателей изменится на противоположное от EL1 к EL8. Как это происходит, предлагаем читателю разобраться самому.

Детали устройства, кроме блока питания и тиристо­ров VS1 — VS8, смонтированы на печатной плате из двух­стороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертеж печатной платы и расположение дета­лей на ней показаны на рис. 4.

Блок питания автомата выполнен на микросхеме К142ЕН5В. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопрово-де ШЛ 20X32. Обмотка I содержит 1650 витков провода ПЭВ-1 0,1, обмотка II — 55 витков ПЭВ-1 0,5. Вообще же можно использовать готовый подходящий трансформа­тор мощностью 10 Вт и более, обеспечивающий на обмот­ке II переменное напряжение 8… 10 В при токе не менее 500 мА.

В автомате использованы постоянные резисторы МЛТ-0,125, переменный резистор R3 СПЗ-4, электролитические конденсаторы К50-6, микротумблеры МТ1 (SA1 — SA9), кнопки КМ1-1 (SB1, SB2). Вместо диодов Д246 (VD5 — VD8) подойдут другие диоды, рассчитанные на об­ратное напряжение не ниже 400 В и выпрямленный ток, превышающий суммарный ток, потребляемый всеми лампами.

Рис. 4. Печатная плата автомата: а — печатный монтаж; б — пе­чатные проводники со стороны деталей; в — расположение элементов

С указанными диодами и тиристорами максимальная мощность каждого из восьми каналов может достигать 500 Вт. Если требуется увеличить мощность, например, до 1 кВт на канал, то необходимо диоды VD5 — VD8 заменить на более мощные, например на ВЛ25. В зависи­мости от реальной мощности используемых ламп каж­дый тиристор следует установить на радиаторе с соответ­ствующей площадью поверхности. Такими же радиато­рами снабжают и диоды VD5 — VD8. При использова­нии в каждом канале ламп мощностью менее 500 Вт тиристоры в радиаторах не нуждаются.

Правильно смонтированный автомат не требует нала­живания и начинает сразу работать.

Внимание! Приступая к изготовлению данного автомата световых эффектов, необходимо помнить, что на элементах конструкции при­сутствует потенциал сети. Поэтому после включения автомата в сеть не дотрагивайтесь руками до выводов его деталей. Корпус конст­рукции желательно изготовить из изоляционного материала, а если это невозможно, то необходимо тщательно изолировать от металлического корпуса переменный резистор, переключатели. На них надо надеть руч­ки из хорошего изоляционного материала. Винты крепления ручек не должны выступать наружу. Металлический корпус ни в коем случае нельзя соединять с общим проводом. Монтаж должен быть выпол­нен так, чтобы ни один из выводов деталей или концов соединитель­ных проводов не мог коснуться корпуса.

ББК 32.884.19 В80

Составитель В. А. Никитин

Рецензенты: А. С. Долгий, Ю. И. Крылов

Редактор М. Е. Орехова Xудожник В. А. Клочков

В помощь радиолюбителю: Сборник. Вып. 104/ В80 Сост. В. А. Никитин. — М.: ДОСААФ, 1989. — 79 с., ил. 30 к.

Приведены описании конструкций, принципиальные схемы и методика расчета их некоторых узлов. Учтены интересы начинающих и квалифицирован­ных радиолюбителей.

Для широкого круга радиолюбителей.

2302020500-036

Занимательные советы      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника